题目内容

3．如图所示，水平面上有两根相距0.5m的足够长的平行金属导轨MN和PQ，它们的电阻可忽咯不计，在M和P之间接有阻值为R=3Ω的定值电阻，导体棒ab长L=0.5m，其电阻为r=1.0Ω，质量m=1kg，导体棒与导轨接触良好，其间的摩擦因数为0.5．整个装置处于方向竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B=0.4T．在水平外力的作用下，导体棒v=10m/s的速度向右做匀速运动．求：
（1）导体棒产生的感应电动势多大？
（2）水平外力的大小？

分析 （1）由法拉第电磁感应定律求解ab中的感应电动势．
（2）由闭合电路欧姆定律求解电路中的电流，再根据安培力公式求出安培力，由平衡条件可求得水平外力的大小．

解答 解：（1）由法拉第电磁感应定律得：E=Blv=0.4×0.5×10V=2V；
由右手定则判断ab中电流的方向为从b向a
（2）由闭合电路欧姆定律得：I=$\frac{E}{r+R}$=$\frac{2}{3+1}$=0.5A；
安培力大小为：F=BIL=0.4×0.5×0.5=0.1N；
摩擦力为：f=μmg=0.5×10=5N
根据平衡条件可知：F'=f+F=5+0.1=5.1N；
答：（1）ab中的感应电动势2V；
（2）外力大小为5.1N．

点评 本题是电磁感应与电路知识、力学知识的综合，掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律、右手定则即可正确解题，解题时注意正确受力分析，不能忽略摩擦力．

练习册系列答案
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2．“研究平抛物体运动”实验的实验目的是（　　）
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A．①③B．①④C．②③D．②④
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